基于碳氧化硅體系發(fā)光材料的構建與發(fā)光特性研究.pdf

1、在過去的幾十年，硅基發(fā)光材料由于其在硅基光電子集成領域的巨大應用前景而備受關注。目前，硅基發(fā)光材料研究主要集中在Si-SiOx、Si-SiNx和Si-SiCx體系，其中，在Si-SiOx體系已實現(xiàn)高效率的熒光發(fā)射和光增益。盡管硅基發(fā)光材料的研究已取得巨大進步，但對于實際應用而言，目前其發(fā)光效率仍比較低。近年來，碳氧化硅發(fā)光材料由于其強光發(fā)射的光學特性而日益受到關注。本文主要通過構建基于碳氧化硅基發(fā)光材料體系，深入研究其發(fā)光機理，探索獲取

2、高效的硅基光源材料的途徑。本論文的主要結果如下:
　　(1)利用甚高頻等離子體增強化學氣相沉積技術，通過調控氧氣流量低溫制備強光發(fā)射的碳氧化硅薄膜，研究氧組分比例對其發(fā)光特性的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，隨著薄膜中O組分比例由29％提高至48％，其主要發(fā)光峰由黃光區(qū)域逐漸向藍光區(qū)域移動，且在室溫下肉眼可見較強的可見光光發(fā)射。通過結合XPS及FTIR對薄膜的化學鍵合結構進行分析，我們認為薄膜的黃光發(fā)射來源于與Si-C鍵相關的缺陷態(tài)發(fā)光中心。在此

3、基礎上，以藍光發(fā)射的碳氧化硅薄膜為研究對象，通過進一步的退火處理，優(yōu)化其微結構，從而增強其藍光發(fā)射，并闡明其藍光發(fā)射來源于電子-空穴對在硅相關的中立氧空位缺陷發(fā)光中心的輻射復合。
　　(2)利用磁控濺射技術制備銪離子摻雜碳氧化硅發(fā)光薄膜，通過退火熱處理實現(xiàn)Eu3+發(fā)光和Eu2+發(fā)光增強的可調性。經(jīng)過退火溫度低于800℃熱處理后的薄膜，其來自Eu3+紅光發(fā)射顯著增強;隨著退火溫度的進一步提高，發(fā)光轉變?yōu)橛蒃u2+發(fā)光中心主導;當退火